Фотоаппарат «ФЭД-3» представляет собой дальномерную камеру с матерчатым фокальным затвором, заключённую в прочный литой корпус из алюминиевого сплава с отсоединяемой задней стенкой. Плёнка загружается в оригинальные шторные кассеты «ФЭД» — сначала латунные, позднее цинковые, — с раскрывающейся щелью. Также поддерживаются стандартные кассеты типа 135.
Камера оснащалась оптическим видоискателем с диоптрийной коррекцией в пределах ±2. База дальномера уменьшена до 41 мм из-за интеграции автоспуска. В стандартную комплектацию входили объективы «Индустар-26М» 2,8/50 или «Индустар-61» 2,8/52. С 1977 года появилась модернизированная версия с объективом «Индустар-61Л/Д», в котором применялись редкоземельные стекла с лантаном. Этот вариант получил обозначение «ФЭД-3Л».
С 1964 по 1980 год параллельно выпускался «ФЭД-4» — вариант на базе «ФЭД-3», дополненный встроенным селеновым экспонометром. Из-за этого корпус получил более высокий верхний щиток. Также камера отличалась редукторной ручкой обратной перемотки. На основе «ФЭД-3» была разработана и упрощённая модель «ФЭД-5В», выпускавшаяся до середины 1990-х годов.
Для зарубежных рынков выпускался вариант с объективом «Юпитер-8» 2,0/50 производства КМЗ. Эти камеры продавались через сеть Foto-Quelle под брендом Revue-3.
В 1969–1970 годах ограниченной партией производилась гибридная версия: «ФЭД-2» четвёртого выпуска в корпусе третьей модели (с курком, но без автоспуска).
